开关电源功率变压器的设计方法

开关电源功率变压器的设计方法
开关电源功率变压器的设计方法

1开关电源功率变压器的特性

功率变压器是开关电源中非常重要的部件，它和普通电源变压器一样也是通过磁耦合来
传输能量的。不过在这种功率变压器中实现磁耦合的磁路不是普通变压器中的硅钢片，
而是在高频情况下工作的磁导率较高的铁氧体磁心或铍莫合金等磁性材料，其目的是为
了获得较大的励磁电感、减小磁路中的功率损耗，使之能以最小的损耗和相位失真传输
具有宽频带的脉冲能量。

图1（a）为加在脉冲变压器输入端的矩形脉冲波，图1（b）为输出端得到的输出波形，
可以看出脉冲变压器带来的波形失真主要有以下几个方面：
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图1脉冲变压器输入、输出波形
（a）输入波形（b）输出波形
（1）上升沿和下降沿变得倾斜，即存在上升时间和下降时间；
（2）上升过程的末了时刻，有上冲，甚至出现振荡现象；
（3）下降过程的末了时刻，有下冲，也可能出现振荡波形；
（4）平顶部分是逐渐降落的。
　　这些失真反映了实际脉冲变压器和理想变压器的差别，考虑到各种因素对波形的影
响，可以得到如图2所示的脉冲变压器等效电路。
图中：Rsi——信号源Ui的内阻
Rp——一次绕组的电阻
Rm——磁心损耗（对铁氧体磁心，可以忽略）
T——理想变压器
Rso——二次绕组的电阻
RL——负载电阻
C1、C2——一次和二次绕组的等效分布电容
Lin、Lis——一次和二次绕组的漏感
Lm1——一次绕组电感，也叫励磁电感
n——理想变压器的匝数比，n=N1/N2
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图2脉冲变压器的等效电路

将图2所示电路的二次回路折合到一